浮游植物功能群水质评价.docx
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1、浮游植物功能群水质评价2014年7月对扎龙湿地8个采样点进行了浮游植物调查,共鉴定出浮游植物6门95种包括变种、变形,以绿藻门和硅藻门为主。同时采用浮游植物功能群分类的方法,共划分出了22个不同的功能群,常见功能群功能群出现频率大于65%共有12个,分别为功能群MP、P、D、C、J、Lo、F、N、X1、X2、W1、TD,其中功能群MP、P、D、C在每个采样点都能监测到。此外,1#东升水库以功能群P和D占优势,2#克钦湖度假村以功能群J和C占优势,3#克钦湖以J、C、MP占优势,4#翁海排干以功能群MP和P占优势,5#扎龙湖心以功能群Lo和N占优势,6#扎龙湖以功能群MP、P和N占优势,7#龙湖
2、以功能群MP、P占优势,8#吐木柯小桥以功能群Z、P占优势。并用基于浮游植物功能群的Q指数法对水质进行评价,Q值大小关系:7#6#8#5#4#3#1#2#,评价结果为:1#东升水库和2#克钦湖度假村水质为中等,3#克钦湖水质好,4#翁海排干、5#扎龙湖心、6#扎龙湖、7#龙湖、8#吐木柯小桥水质均极好,只是轻度污染,这与多样性指数评价结果较为一致。关键词:扎龙湿地;浮游植物;功能群;水质评价浮游植物是水体生态系统当中主要的初级生产者,在水生态系统中起着至关重要的作用1,尤其是近年来,水体富营养化严重,蓝藻爆发的现象时有发生,对浮游植物的监测尤为重要2。在浮游植物生态学研究中,一直使用基于系统发
3、生论的传统的分类方法,但有时候这种方法很难体现浮游植物的生态功能,也难以体现出生态系统的功能。而浮游植物功能群具有类似的生态特征和生态适应性,它既反映物种的生态功能,还能反映水环境的生态状况3。Grime最早提出“功能群的概念,在1977年发表了著名的C-S-R植物生态对策模型4。1980年,Reynolds研究浮游植物周期变化时,将浮游植物归为14个“集群5,后来增加至19个“集群6。这种“集群本质上就是功能群的前身,但是这种组合只是藻类组成与环境条件相匹配的一个经历组合,与藻类本身的生理、生态特征及功能不相关联,所以,还不能算是真正意义上的“FunctionalGroup功能群。之后,Re
4、ynolds在浮游植物生态学研究中建立了浮游植物的C-S-R模型7,不仅能反映出其典型的生态属性,还能成为预测浮游植物季节演替动态的有力工具6。2002年,Reynolds将所有浮游植物分为31个不同的“集群,并正式命名为“功能群8。新的功能群在后续的研究经过中被陆续总结出来,至2009年为止,大家公认的浮游植物功能群FG已经到达了39个。浮游植物功能群能更好地反映出水环境的生态状况,近年来,国内对热带、亚热带和温带地区的河流、水库以及高原湖泊浮游植物功能群都有研究9,但对严寒地区湖泊的浮游植物功能群研究较少,因而,本文将以扎龙湿地的浮游植物作为研究对象,对扎龙湿地夏季8个采样点的样品进行浮游
5、植物的种类鉴别,并采用浮游植物功能群的分类方法,对各个浮游植物种类进行功能群的划分,而且利用基于浮游植物功能群的Q指数法对扎龙湿地的水质进行评价,通过浮游植物功能群对不同水体的表现和适应机制,为扎龙湿地的水环境状况评价提供较为直接与正确的信息,也为严寒地区湖泊浮游植物功能群研究提供相应参考。1研究地大概情况扎龙湿地位于我国黑龙江省西部松嫩平原、乌裕尔河下游的齐齐哈尔市境内。地理坐标为东经1234712437,北纬4652473210,是以芦苇沼泽为中心的内陆型湿地,也是首批被列入国际重要湿地名录的国家湿地11。扎龙湿地的生物资源尤为丰富。其中高等植物有525种,从属于70科12,昆虫类有277
6、种,鱼类有51种13,鸟类约有265种,7种国家一级、37种国家二级保护鸟类14。尤为重要的是,扎龙湿地还是以丹顶鹤为主的诸多珍稀水禽栖息和繁衍的场所。每年4、5月份约有300余只丹顶鹤会来此进行栖息繁衍15。其他大型的水禽,如:白头鹤、白枕鹤等也会到这里聚集,这些鹤类均被列为国家一、二级重点保护动物。水文条件被以为是决定湿地构成及维持湿的经过最重要的因素15。通过龙安桥雨量站20052008年降水量与蒸发量的比照发现,除部分年份的6、7月外,各月平均降水量小于蒸发量16。这讲明扎龙湿地的降水量已经不能知足其维持生态需水的要求,这样的水文变化将会对扎龙湿地的生态环境产生深远的影响。比方自然环境
7、破碎化和蓄水持水功能下降17。这不仅会直接降低鸟类生存环境的质量,使得鸟类数量突然减少,对丹顶鹤等珍稀水禽的生存也产生了很大的威胁,同时鱼类资源遭到了严重的毁坏,使得以鱼类为食的丹顶鹤等鹤类及大型水禽的数量进一步减少。此外,近些年来人为水利工程的建设,更恶化了植物的生存环境,导致其典型植被芦苇的严重退化,直接影响了扎龙湿地整个生态系统的质量。因而,我们不仅要确保扎龙湿地的水量能够维持其整个生态系统的生态需求,还需要对扎龙湿地的水体环境进行监测,为珍稀水禽及其他各类生物提供一个安全的生存环境。2材料和方法2.1采样点的设置根据扎龙湿地生态环境的梯度变化以及地形地貌特征共设立了8处调查站点,见表1
8、。2.2样品的采集及鉴定2014年7月对扎龙湿地的8个采样站点进行水样采取。各个采样点均采用GPSl2型全球卫星定位系统进行定位。采集浮游植物定量样品时,用有机玻璃采水器采集1L水样后,马上参加鲁哥氏液对其进行固定。采集浮游植物定性样品时,采用2.97mm浮游生物网在水面下0.5m处,“字形拖动1015min提取水样,参加鲁哥氏液固定,同时贴好标签。在实验室,将采集的水样摇匀后倒入1000mL棕色大口试剂瓶中,静置沉淀48h后,抽出上清液。当试剂瓶中剩余3050mL的沉淀物时,将其摇匀后倒入聚乙烯瓶中,再用吸出的上清液对试剂瓶冲洗3次,冲洗液也倒入聚乙烯瓶中,同时参加甲醛固定液。在对浮游植物进
9、行定量计数时,参加纯水使定量瓶中水样的实际体积变成整数,然后充分摇匀,用刻度吸管吸出0.1mL水样,注入计数框内,盖上盖玻片,要求计数框内没有气泡,样品不溢出计数框。然后用40倍光学显微镜拍片计数,同一样品计数2片,二者的平均值为计算结果。浮游植物的鉴定主要根据(中国淡水藻类:系统分类及生态)等鉴定。2.3样品的分析方法2.3.1多样性指数扎龙湿地各浮游植物多样性指数的计算公式18及评价标准表219:Hxi1Pilog2PiPi=niNJ=Hlog2Sd=S-1log2N式中,H为香农-威纳指数,ni为该采集样本中第i种浮游植物的数量;N为样本所有浮游植物物种的数量;J为均匀度指数,实测多样性
10、与最大多样性之比;d为群落丰富度指数,S表示采样点的群落种数。2.3.2Q指数基于浮游植物功能群的Q指数法的计算公式及影响因子F的赋值表320:Q=ni=1niNFi式中,n是浮游植物功能群的数量,N是浮游植物的总生物量,ni是指第i个功能群的生物量,Fi为第i个功能类群的赋值。由于功能群与环境特征二者互相响应,欧盟水框架据此开发出了生态健康指数对环境进行监测,包括为Q评价指数和Qr评价指数。通过这两个指数,人们只需利用浮游植物数据,就能较为准确地评价环境。Q指数05分别表示为:01差,12耐受,23中等,34好,45极好。3结果与分析3.1浮游植物的组成本次采集的样品,共鉴定出浮游植物6门9
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